[发明专利]一种箔状液态金属的近固相线轧制方法

说明书

技术领域

本发明涉及箔状液态金属技术，具体地说，涉及一种箔状液态金属的近固相线轧制方法。 

背景技术

随着电路集成度和功率的增加,以及体积的不断缩小,芯片产生的热流密度也大幅度增加, 电子设备的温度也迅速增高。由散热问题导致的电子设备故障也越来越多。有效地解决电子器件的散热问题已经成为整个信息产业发展过程中亟待解决的关键技术。金属具有远高于非金属的热导率, 因而将液态金属用于热界面材料会大大提高电子器件的散热效果。以液态金属热界面材料为新型介质的散热方法, 在芯片的热管理领域中是崭新的散热理念。液态金属由于其极高的传热系数80W/mK（普通硅脂维持在2-3W/mK左右)，而使得液态金属热界面材料处于散热金字塔的顶端。 

箔状的液态金属在加工和使用温度下可以直接制备成薄片作为电子芯片中的热界面材料。但是箔状液态金属在设计和加工过程中会经常使用具有非立方结构的金属元素, 不仅种类多而且含量也大。这些组元的存在使得箔状液态金属热界面材料在成型过程中延展率低, 力学性能变差, 容易开裂, 产品成材率低。 

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能在轧制过程中减小箔产品厚度, 且大大提高材料的延展率和加工性能的箔状液态金属的近固相线轧制方法。 

 为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案： 

一种箔状液态金属的近固相线轧制方法，包括如下步骤：

（1）粗轧: 将合金铸件投入粗轧机, 在用轧制油润滑后, 粗轧的压下道次为1mm-0.8mm-0.6mm-0.4mm，温度控制在材料的固相线温度以上10℃。

[0006] （2）中轧: 将箔材进行中轧, 通过轧制油润滑后, 中轧的压下道次为0.4mm-0.2mm-0.10mm，温度控制在材料的固相线温度以上8℃； 

（3）毛料清洗: 在精轧前用丙酮对合金箔料进行清洗；

（4）精轧: 将箔料投入精轧机, 精轧的压下道次为0.10mm-0.08mm-0.06mm-0.04mm；温度控制在材料的固相线温度以上4℃。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果： 

本发明采用多相液态金属为原材料, 通过采用近固相线的新型轧制方法来有效的减少材料的加工脆性和成材率低的问题。通过在粗轧, 中轧和精轧过程中控制温度的手段来消除箔状液态金属的部分脆化, 恢复其塑性并降低变形抗力能力。

本发明的轧制方法是在轧制过程中(包括粗轧, 中轧和精轧), 挑选合适的温度使材料始终处于包含一定量液相的多相状态。这些含量不多的液相(大约在5wt%左右)在轧制过程中始终处于材料晶粒的边界, 对于轧制过程中脆性相的变形起着提高材料塑性的作用。对于粗轧, 中轧和精轧, 温度一般控制在高于材料固相线温度的10℃, 8℃和4℃左右。这样的轧制制度可以保证材料在后续的精轧过程中不会过分硬脆而发生断裂, 晶粒和晶粒之间由于液相的存在而具有很大的变形协调能力。最终得到的产品不易发生断裂, 而且产品中出现针孔状的频率也会大大降低。本发明的轧制方法使得液态金属在加工时可以具有很高的延展性, 并且不影响最终得到的箔状液态金属的力学性能和质量。 

具体实施方式

实施例1: 

材料为: 44%In-25%Bi-18%Sn-8%Zn-5%Sb(摩尔百分数),合金的固相线温度为85℃左右, 液相线温度为110℃左右。该材料的近固相线轧制方法为:

（1）第一步为粗轧。将合金坯件投入粗轧机, 用轧制油润滑。轧制温度控制在95℃, 轧制的道次为: 1mm-0.8mm-0.6mm-0.4mm。轧制速度为800-1000m/min, 轧制压力为100-180kN, 油压为5-8Pa。

（2）第二步为中轧。将合金坯件投入中轧机, 用轧制油润滑。轧制温度控制在93℃, 轧制的道次为: 0.4mm-0.2mm-0.10mm。轧制速度为600-900m/min, 轧制压力为80-140kN, 油压为4-9Pa。 

（3）在精轧前用丙酮等溶剂对合金箔料进行清洗。 

（4）第三步为精轧。将合金坯件投入精轧机。轧制温度控制在89℃, 轧制的道次为: 0.10mm-0.08mm-0.06mm-0.04mm。轧制速度为400-700m/min, 轧制压力为60-110kN, 油压为5-6Pa。制得的箔状液态金属经过分切机裁制成设计尺寸后包装入库。